无类比域间路由选择（CIDR）

无类别域间路由选择即CIDR它的核心思想就一句话彻底废除传统A、B、C类的固定边界用灵活的网络前缀取代预定义长度。一、它解决了什么问题历史背景在CIDR之前是“有类”IP时代弊端极明显巨大的浪费一个B类地址固定提供 2^16−265534 个地址。对只有几百人的公司这会造成几万个地址闲置。路由表爆炸哪怕给同一个机构连续分配几个C类网络如192.168.1.0—192.168.8.0核心路由器上也需要8条独立路由记录。CIDR的使命就是抑制浪费聚合路由。二、CIDR怎么干它抛开了A、B、C类的限制用两部分描述一个网络CIDR地址块 网络前缀 / 前缀长度 网络前缀相当于连续的网络位可以是从1到32位的任意值。前缀长度标识前多少位是网络部分就是子网划分中新掩码的长度。1. 灵活分配地址抑制浪费老方式需要300台主机C类(254台)不够必须给一个B类(65534台)浪费严重。CIDR方式2^8−2254 不够2^9−2510 满足。需要9位主机位网络位就是 32−923 位。直接分配/23的地址块例如200.1.1.0/23恰好提供510个地址按需分配。2. 路由聚合抑制路由表爆炸这就是CIDR的“超网”思想把多个连续网络号合并在一条路由通告。实例一个机构有8个连续的C类网络192.168.8.0/24到192.168.15.0/24。对外发布时不必发8条只发1条聚合路由。聚合计算细节第一步找到这8个网络号的共同网络高位。把800001000和1500001111写成二进制发现前5位00001不变。网络号的前16位192.168也全部相同。总网络前缀位 16 5 21位。第二步确定超级网络地址。就是地址块中最小的那个并把变动的位归零。即192.168.8.0。结果向全球发布一条192.168.8.0/21的路由就代表了这8个C类网络。关键原则聚合的地址块必须是连续的且总数是2的幂次方起止边界要对齐。三、技术细节1. 掩码与步长的对等关系CIDR中掩码就是前缀长度。前缀长度主机位(n)点分十进制掩码末段/第三段块大小总IP数 2^n/248.256.0256/239.254.0(255.255.254.0)512/2210.252.01024/2111.248.02048/2012.240.04096核心公式可用主机数 2^n−2所属的 网络号即网络地址 IP地址 AND 掩码每个块的首地址就是块大小的整数倍。广播地址 下一个网络号 - 1步长也叫“块大小”就是一个子网内包含的IP地址总数。它的计算有两条路结果完全一致1. 直接从掩码算步长 256 - 掩码的非零段值这里只处理掩码中最后一个不是255的段。如果掩码是标准的255.255.255.0非零段就是最后的0。2. 从主机位算步长 2^主机位数主机位数n就是掩码中末段连续0的个数。2. 最长前缀匹配路由器查表铁律聚合路由和具体子网路由可能同时存在。路由器转发数据包时永远选择路由表中“前缀最长、最具体”的那一项。例子路由器同时有两条路由路由A192.168.16.0/20聚合路由范围大路由B192.168.18.0/24具体子网范围小一个发给192.168.18.5的包两条路由都匹配。路由B的前缀长度 /24 /20更长更具体。结果路由器会选择B。这保证了聚合路由的灵活性也确保了访问具体子网的准确性。四、CIDR计算演练题目某公司被分配了整个CIDR地址块172.16.64.0/20需在该块内划分出5个主机数不少于500的子网。计算了过程分析现有资源/20主机位 n32−2012。总IP数 2^124096。分析需求按主机数500台主机2^8−2254 不够2^9−2510 满足。每个子网需要n 9位主机位。子网掩码将是 32−923。计算步长关键/23的总IP数步长 2^9512。掩码是255.255.254.0第三段非零值是254步长 256−2542在第三段增加即每次第三段2。确定第一个子网的网络号必须对齐步长边界不能随意指定。第一个子网号即172.16.64.0。推导子网均在/20块内网络号第三段每次增加2子网1:172.16.64.0/23子网2:172.16.66.0/23子网3:172.16.68.0/23子网4:172.16.70.0/23子网5:172.16.72.0/23五个/23子网共占用 5×51225605×5122560 个IP远小于总公司持有的4096个,实现IP灵活分配。